專利名稱：樁腿中主舷管的建造焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接工藝方法，更具體地說，涉及一種大型樁腿結(jié)構(gòu)中局 部構(gòu)件的焊接工藝方法。
背景技術(shù)：
大型自升式平臺(tái)主要用于近海石油/天然氣資源的勘探和開采，一^l殳長(zhǎng)約70 米、寬76米，深約9.5米，結(jié)構(gòu)重量1.7萬噸，平均作業(yè)7^果122米。平臺(tái)主 體全部靠樁腿支撐，其可靠與否關(guān)系到整個(gè)平臺(tái)的安全。樁腿形狀為三角桁架 式，在樁腿結(jié)構(gòu)的三個(gè)角處設(shè)有帶齒條的主舷管、其間通過撐管連接，如圖5 所示，包括兩個(gè)相對(duì)的半圓管(或稱半圓板)2和帶有齒條的部分1，由3根齒 條通過結(jié)構(gòu)管(管桁架)相連接組成三角街架，并由多段焊接而成。其中，齒 條全長(zhǎng)可達(dá)167米左右，由于齒條厚度大、強(qiáng)度和沖擊韌性要求高，焊接難度 極大，容易出現(xiàn)焊縫缺欠；并且由于難于焊接因而焊接工作效率較低。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是解決樁腿結(jié)構(gòu)接長(zhǎng)施工中，齒條板之間、半圓板之間、齒條板 與半圓板之間的連接技術(shù)問題，設(shè)計(jì)了 一套合理的樁腿建造的焊接工藝方法， 從而保證了大型自升式平臺(tái)中樁腿主舷管的建造效率，在避免焊縫缺欠的同時(shí) 保證了主舷管在使用中的安全性能。為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種樁腿中主舷管的建造焊接方法，主舷 管包括由半圓板和齒條板構(gòu)成的多個(gè)連接段。其中，每個(gè)連接段包括中間設(shè)置 的齒條板和位于齒條板兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置的半圓板。其焊接方法包括如下步驟S1 、將兩側(cè)半圓板與齒條板以單邊U形坡口的接頭形式焊接為 一體，并且半 圓板位于齒條板的中部并較齒條板短；52、 兩個(gè)連接段的齒條板在端部以非對(duì)稱X坡口的接頭形式焊接；53、 將填補(bǔ)用半圓板以單邊V形坡口的接頭形式焊接填補(bǔ)于兩個(gè)連接段的 半圓板之間。在上述本發(fā)明主舷管的建造焊接方法中，Sl步驟，在半圓板與齒條板的焊 接處，半圓板的根部設(shè)置有鈍邊。S3步驟，填補(bǔ)用半圓板與半圓板的焊接處， 二者的內(nèi)表面設(shè)置有永久性專用同質(zhì)墊板。上述焊接方法釆用藥皮焊條電弧焊， 焊接材料采用AWS A5. 5 E11018-G型焊條。焊接后，齒條板之間、半圓板之間、 齒條板與半圓板之間的焊接接頭，屈服強(qiáng)度大于690兆帕，抗拉強(qiáng)度大于830 兆帕，-37。C下沖擊韌性大于69焦耳。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有優(yōu)點(diǎn)如下提高了焊接施工的可達(dá)性，減 少了焊縫缺欠；合理的焊接坡口形式，減少了焊接工作量，提高工作效率；通 過嚴(yán)格控制熱影響區(qū)的寬度，使其不會(huì)過大，并通過機(jī)械方法去除切割等形成 的受熱影響區(qū)域，可以有效降低熱影響區(qū)的負(fù)面作用。本發(fā)明選用合理的焊接 規(guī)范、適宜的焊接熱輸入方式、合理的焊道布置方式，以及合適的預(yù)熱溫度并 嚴(yán)格控制層間溫度使其保持在預(yù)熱溫度與230。C之間，從而改善了焊接接頭的力 學(xué)性能，經(jīng)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)，焊接接頭的力學(xué)性能各項(xiàng)指標(biāo)均可滿足船級(jí)社 規(guī)范的規(guī)定。因此依本發(fā)明制定的焊接工藝規(guī)程，完全能夠滿足樁腿建造施工 需要。


圖l是兩段樁腿主舷管對(duì)接狀態(tài)下的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中兩段主舷管中半圓板的對(duì)接狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是樁腿主舷管的截面示意圖，顯示出半圓板與齒條板之間的焊接坡口； 圖4是兩段齒條板之間對(duì)接的截面示意圖，顯示出兩段齒條的對(duì)接坡口； 圖5是兩段半圓板之間對(duì)接的截面示意圖，顯示出圖2中B處半圓板對(duì)接 的;皮口結(jié)構(gòu)；圖6是圖3中A處的放大圖；圖7是圖6中半圓板端部的結(jié)構(gòu)示意圖，顯示出鈍邊的結(jié)構(gòu)； 圖8是兩段齒條板焊接接頭的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9是樁腿主舷管的截面示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明涉及的樁腿結(jié)構(gòu)，主要用于400英尺水深的自升式鉆井平臺(tái)中。其 主舷管的結(jié)構(gòu)如圖9所示，包括半圓板2和齒條板1。參照?qǐng)D1所示，主舷管由 多個(gè)連接段連接而成，其中每個(gè)連接段包括中間設(shè)置的齒條板1和位于齒條板1兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置的半圓板2。參照?qǐng)D2-8，說明本發(fā)明的焊接方法，包括如下步驟a、 將兩側(cè)半圓板2與齒條板1以單邊U形坡口的接頭形式焊接為一體，并 且半圓板2位于齒條板1的中部并較齒條板1短；其中，在半圓板2與齒條板1 的焊接處，半圓板2的根部設(shè)置有鈍邊11 (如圖7所示)。b、 兩個(gè)連接段的齒條板1在端部以非對(duì)稱X坡口的接頭形式焊接；c、 將填補(bǔ)用半圓板2，以單邊V形坡口的接頭形式焊接填補(bǔ)于兩個(gè)連接段 的半圓板2之間；其中，參見圖2和圖5,半圓板2，與半圓板2之間的焊接處， 在二者的內(nèi)表面設(shè)置永久性專用同質(zhì)墊板15;其設(shè)置方法為，在焊接填補(bǔ)用半 圓板2，之前，將墊板15設(shè)置并焊接固定在指定位置，此后焊接半圓板2，。 圖5表示沿圖2中半圓板縱向(長(zhǎng)度方向)剖切后兩處半圓板2與2，之間的對(duì) 接關(guān)系。具體實(shí)施上述步驟，參見圖3所示，半圓板2與齒條板1，以單邊U形坡口形式，參見圖7中指引線指示出來的部分，其角度優(yōu)選如圖3中28° ， 半圓板2與齒條板1距離6亳米。由于半圓板2根部設(shè)置有鈍邊11，其內(nèi)側(cè)角 度如圖3所示優(yōu)選36。。參見圖4，齒條板之間的對(duì)接為非對(duì)稱X坡口，角度優(yōu) 選圖4中的5。和30° ;圖8顯示了另一種對(duì)接X破口，角度為15°和30° ， 并顯示出寬度T、 1/2寬度T的對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖5中顯示出對(duì)接半圓板之間的距離 6毫米，以及單邊V形坡口，其角度優(yōu)選30。。上述焊接方法采用藥皮焊條電弧焊；焊接材料采用AWS A5. 5 E11018-G型 焊條。同時(shí)，為了提高焊接接頭的力學(xué)性能，滿足齒條板之間、半圓板之間、 齒條板與半圓板之間的焊接接頭，使得屈服強(qiáng)度不小于690Mpa、抗拉強(qiáng)度不小 于830Mpa、 -37。C下沖擊韌性不小許69J的要求，工藝方法規(guī)定必需在焊接過 程中，嚴(yán)格控制熱影響區(qū)的寬度，保證熱影響區(qū)不宜過大，切割等形成的受熱 影響部分采用機(jī)械方法去除；在合理選用焊接規(guī)范、合適的焊接熱輸入、合理 布置焊道、采用合適的預(yù)熱溫度以及其他措施扶助下，嚴(yán)格控制層間溫度使其 保持在預(yù)熱溫度與23(TC之間。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局 限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本 發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種樁腿中主舷管的建造焊接方法，主舷管包括由半圓板(2)和齒條板(1)構(gòu)成的多個(gè)連接段，其中每個(gè)所述連接段包括中間設(shè)置的所述齒條板(1)和位于所述齒條板(1)兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置的所述半圓板(2)；其特征在于，焊接方法包括如下步驟(S1)將兩側(cè)所述半圓板(2)與所述齒條板(1)以單邊U形坡口的接頭形式焊接為一體，并且所述半圓板(2)位于所述齒條板(1)的中部并較所述齒條板(1)短；(S2)兩個(gè)連接段的齒條板(1)在端部以非對(duì)稱X坡口的接頭形式焊接；(S3)將填補(bǔ)用半圓板(2’)以單邊V形坡口的接頭形式焊接填補(bǔ)于兩個(gè)連接段的半圓板(2)之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述樁腿中主舷管的建造焊接方法，其特征在于，在(Sl ) 步驟中，所述半圓板(2 )與所述齒條板(1 )的焊接處，所述半圓板(2 )的根 部設(shè)置有鈍邊(11)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述樁腿中主舷管的建造焊接方法，其特征在于， 在(S3)步驟中，半圓板(2，)與半圓板(2)之間的焊接，在二者的內(nèi)表面 設(shè)置永久性專用同質(zhì)墊板(15)。 4、根據(jù)權(quán)利要求3所述樁腿中主舷管的建造 焊接方法，其特征在于，所述接方法采用藥皮焊條電弧焊;焊接材料采用AWS A5. 5 E11018-G型焊條。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述樁腿中主舷管的建造焊接方法，其特征在于，所述 齒條板之間、半圓板之間、齒條板與半圓板之間的焊接接頭，屈服強(qiáng)度大于/等 于690兆帕，抗拉強(qiáng)度大于/等于830兆帕，-37。C下沖擊韌性大于/等于69焦耳。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種樁腿中主舷管的建造焊接方法，主舷管包括由半圓板和齒條板構(gòu)成的多個(gè)連接段。焊接方法包括如下步驟a.將兩側(cè)半圓板與齒條板以單邊U形坡口的接頭形式焊接為一體，并且半圓板位于齒條板的中部并較齒條板短；b.兩個(gè)連接段的齒條板在端部以非對(duì)稱X坡口的接頭形式焊接；c.將填補(bǔ)用半圓板以單邊V形坡口的接頭形式焊接填補(bǔ)于兩個(gè)連接段的半圓板之間。本發(fā)明提高了焊接施工的可達(dá)性，減少了焊縫缺欠；減少了焊接工作量，提高工作效率，并改善了焊接接頭的力學(xué)性能。經(jīng)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)，焊接接頭的力學(xué)性能各項(xiàng)指標(biāo)均可滿足船級(jí)社規(guī)范的規(guī)定。
文檔編號(hào)E02B17/00GK101225653SQ20071015768
公開日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2007年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月22日
發(fā)明者于立新, 于訓(xùn)達(dá), 朱洪宇, 楊岳山, 王淑梅, 陳紹全 申請(qǐng)人:大連船舶重工集團(tuán)有限公司